C形密封環(huán)就是核電站反應(yīng)堆壓力容器上用的那個關(guān)鍵金屬環(huán)。直徑四米多,形狀像開口的管子,里面帶特殊彈簧結(jié)構(gòu)。
核反應(yīng)堆里面溫度超過300度,壓力170多個大氣壓,還有強輻射,東西得連續(xù)工作50年不漏水不漏氣。這玩意兒看著簡單,實際是反應(yīng)堆保命部件,密封失效后果嚴重。
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過去美國企業(yè)壟斷這項技術(shù)超過半個世紀。核心在于合金配方、熱處理工藝和銀層電鍍技術(shù),對外封鎖嚴格。
中國核電發(fā)展初期,只能從美國進口。價格高得離譜,一套普通產(chǎn)品十幾萬,大的要兩三百萬,還得提前一年訂貨,交貨周期長,經(jīng)常耽誤工程進度。每年漲價15%左右成了慣例,供應(yīng)完全由對方說了算。
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中國核電站建設(shè)過程中多次遇到麻煩。秦山核電站等項目檢修或擴建時,進口密封環(huán)供應(yīng)不及時,停工一天損失幾百萬。
2007年7月,秦山核電站一次密封墊片招標,寧波天生密封件有限公司技術(shù)得分高出美國企業(yè)20分中標。美國方面提出,如果堅持用這家中企產(chǎn)品,就不提供C形密封環(huán),試圖迫使更改結(jié)果。這件事直接暴露了被卡脖子的現(xiàn)實。
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寧波天生密封件有限公司位于慈溪,是一家民營小企業(yè)。創(chuàng)始人勵行根1962年生,早年從事密封件工作,1993年創(chuàng)辦公司,初期生產(chǎn)管道墊片和填料等普通產(chǎn)品。
公司規(guī)模不大,員工百人左右,專注于靜密封技術(shù)。勵行根帶領(lǐng)團隊逐步進入核電領(lǐng)域,2005年前后獲得核一級應(yīng)用資格,2010年相關(guān)核電密封新技術(shù)獲國家科技進步獎二等獎。公司拒絕過外國企業(yè)收購,堅持自主發(fā)展。
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2007年招標事件后,勵行根決定自主研發(fā)C形密封環(huán)。團隊聯(lián)合中國核動力研究設(shè)計院、中國一重、清華大學等單位,投入研發(fā)。
重點攻克合金材料選擇、高溫高壓下記憶效應(yīng)保持、銀層電鍍均勻性等難點。材料試驗做了上千次,熱處理溫度控制在正負1攝氏度以內(nèi)。過程歷經(jīng)多年反復測試,包括模擬反應(yīng)堆工況的耐溫、耐壓、抗輻照試驗。
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2010年,公司成功研制出核電站用C形密封環(huán)。產(chǎn)品泄漏率低于進口同類,壽命指標達到60年。2012年通過相關(guān)核安全認證,2013年經(jīng)中國機械工業(yè)聯(lián)合會鑒定通過。
2015年12月3日,首套國產(chǎn)金屬C形密封環(huán)安裝到秦山核電站方家山1號機組反應(yīng)堆壓力容器。這是中國首個國產(chǎn)RPV金屬C形密封環(huán)應(yīng)用,標志中國成為世界上第二個掌握該技術(shù)的國家。
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2016年9月18日,機組換料停堆后進行役后檢查。結(jié)果顯示,環(huán)體內(nèi)外環(huán)無破損,密封線均勻連貫,沒有折皺或凸起,密封性能保持完好,各項指標達標甚至優(yōu)于進口產(chǎn)品。這次檢查確認國產(chǎn)環(huán)可靠,徹底打開應(yīng)用大門。
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國家能源局批準秦山核電廠反應(yīng)堆壓力容器O型及C型密封環(huán)國產(chǎn)化替代后,田灣、大亞灣、福清等核電站陸續(xù)采用國產(chǎn)產(chǎn)品。
華龍一號機組也使用該密封環(huán),隨項目出口到巴基斯坦、阿根廷等地。國產(chǎn)環(huán)性能穩(wěn)定,供應(yīng)及時,價格優(yōu)勢明顯,一套只要30多萬元,而進口原價三四百萬元。
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美國企業(yè)看到市場流失,迅速調(diào)整策略,把價格下調(diào)50%到70%,從原先高位降到幾十萬元,還提出更大采購量進一步優(yōu)惠,試圖維持份額。
但中國核電企業(yè)選擇性能更好、價格更低、供應(yīng)有保障的國產(chǎn)環(huán),美國低價策略沒起作用。后來美國本土核電站檢修,也開始采購中國產(chǎn)品。
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現(xiàn)在寧波天生密封件有限公司產(chǎn)品覆蓋國內(nèi)所有核電站,出口到20多個國家和地區(qū),年銷售額超過10億元,成為全球C形密封環(huán)主要供應(yīng)商之一。
公司繼續(xù)迭代技術(shù),參與高溫氣冷堆等先進核電項目密封研發(fā),獲得多項專利,在行業(yè)標準制定中發(fā)揮作用。
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這個案例說明核心技術(shù)必須靠自己攻關(guān)。買不來、要不來的東西,只有通過長期投入和堅持試驗才能掌握。寧波一家小民營企業(yè)用十幾年時間打破壟斷,體現(xiàn)中國高端制造在核電領(lǐng)域逐步實現(xiàn)自主可控。
類似突破還有不少,說明只要專注實干,技術(shù)壁壘能被一個個突破。中國核電從依賴進口到出口技術(shù),背后是這些企業(yè)實打?qū)嵉呐ΑN磥砀嗫ú弊訂栴}會解決,制造業(yè)安全感會越來越強。
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